_超声降解造纸黑液的初步研究

超声降解造纸黑液的初步研究周珊1,2,吴晓晖1,黄卫红1,陆晓华1(1.华中科技大学环境科学研究所,湖北武汉430074;2.湖北师范学院化环系,湖北黄石435000)[摘要]超声降解水体中有机污染物是近年来兴起的一项极具发展前景的新型水处理技术。在超声作用下,液体产生超声空化效应,可有效降解水中一些难降解大分子有机物。利用超声技术(US)及超声与组合高级氧化技术(AOPs),例如US-H2O2,US-H2O2-FeSO4对造纸废水进行处理。试验结果表明:此技术可一定程度降解造纸废水中大分子有机物,造纸废水的CODCr及TOC均有一定程度降低。有望成为生化法处理造纸废水的前处理技术。[关键词]超声降解;造纸废水;组合高级氧化技术[中图分类号]X793[文献标识码]A[文章编号]1005-829X(2002)10-0026-03PreliminarystudiesontheultrasonicdegradationofpapermillwastewaterZHOUShan1,2,WUXiao-hui1,HUANGWei-hong1,LUXiao-hua1(1.EnvironmentalScienceInstituteofHUST,Wuhan430074,China;2.ChemistryandEnvironmentDepartmentofHubeiNormalUniversity,Huangshi435000,China)Abstract:Ultrasonicbasedchemicalreactionsystemsareemergingaspromisingalternativesfortheremovalofmacromo-lecularorganismsinwastewater.Becauseofthefunctionofultrasonicwave,theeffectofultrasoniccavitationcanbepro-duced,meanwhile,themacromoleculesorganismsareremoved.ThepapermillwastewateristreatedbyUSandthecom-binationofadvancedoxidationprocess(AOPs)suchasUS-H2O2,US-H2O2-FeSO4.Theresultsshowthedestruc-tionalremovaloforganiccompoundiseffective.TheconcentrationofCODCrandTOCaredecreased.Itwillbepossiblybe-comethepre-treatmentofbiodegradationtechnology.Keywords:ultrasonicdegradation;papermillwastewater;combinationofAOPs造纸黑液是一种极难降解的有机工业废水,造纸厂排放出的大量造纸黑液对环境造成严重污染。超声降解有机污染物,是近年来刚兴起的一项新型水处理技术,它是利用超声辐射(US)所产生的空化效应,将溶解于水的有机大分子化合物分解为小分子化合物〔1〕,从而提高其生物可降解性。本文利用超声及其与化学氧化技术联用的复合技术,对造纸黑液进行处理,效果较为明显。1超声降解原理超声降解水体中有机污染物是物理-化学降解过程,主要是由于超声空化效应而引起的物理和化学变化,液体的超声空化过程是集中声场能量并迅速释放的过程,即液体在超声辐射下产生空化气泡,这些空化气泡吸收声场能量并在极短的时间内崩溃释能。空化气泡相当于一个具有极端物化条件和含有高能量的微反应器。在空化气泡崩溃的瞬间在其周围极小空间范围内产生高温高压,温度可高达1900～5200K,压力超过50MPa,并伴有强烈的冲击波和微射流等现象。进入空化气泡中的水蒸气在高温高压下发生如下分裂及链式反应〔1〕:H2OultraHO·+H·O22O·O·+H2OHO·+HO·O2+H·HOO·O2+H·HO·+OHO·+HO·H2O22H·H2产生HO·等自由基,而进入气泡内的有机污染物蒸气也可发生类似燃烧的热分解反应,在空化气泡表面层的水分子则可形成超临界水,超临界水具有低介电常数、高扩散性及高传输能力等特性,是一种理想的反应介质,有利于大多数化学反应速率的增加,因此有机污染物可经HO·氧化、气泡内燃烧分解、超临界水氧化3种途径进行降解。2实验方法和条件取造纸黑液(湖北省武汉市汉阳造纸厂)2000mL加入废酸至pH值为3.0,静置24h,使造纸黑液—26—2002年10月第22卷第10期工业水处理IndustrialWaterTreatmentOct.,2002Vol.22No